上转换和磁性多功能复合纳米材料及其生物应用

发布时间：2017-08-06 01:09

  本文关键词：上转换和磁性多功能复合纳米材料及其生物应用

  更多相关文章： 上转换复合纳米材料 硅烷 氧气传感 磁性复合纳米材料 光动力治疗

【摘要】：近年来,由于纳米材料的特殊光学、电学和磁学等方面的性质,使其在生命科学领域的应用得到了迅猛发展。其中稀土掺杂的纳米发光材料以及磁性纳米材料有着体材料无法比拟的优势,在生物检测方面展示了诱人的前景,尤其在最近十年里取得了重要的进展,然而距离实际应用仍然存在着不足。因此,本论文从上转换与磁性纳米材料合成出发,设计并合成了硅烷修饰的水溶性多功能复合纳米材料,在肿瘤细胞的氧含量检测,捕获以及治疗方面进行了探索,取得了如下成果:[1]探索了利用硅烷修饰疏水性纳米颗粒的方法,并通过载入有机功能分子实现多功能复合纳米材料的方案:采用高温热解法合成了Na YF4:Yb3+/Er3+上转换纳米粒子,采用双亲性硅烷包覆方法来实现其水溶性,并在硅烷与纳米粒子之间的夹层中载入抗癌药物紫杉醇或氧气传感材料Pt OEP,优化了功能性油性分子的最佳载入量。利用共聚焦显微镜的多通道成像功能,发现载药复合材料对癌细胞有明显的抑制作用,而且实时监测了细胞活性与药物作用时间的关系。进一步利用具有氧气传感功能的上转换复合纳米材料,实现了细胞内的氧含量传感,发现当紫杉醇作用于细胞时,细胞内部的氧含量会不断增加。[2]利用硅烷修饰的方法,通过载入荧光染料香豆素6和光敏剂二氢卟吩e6,获得了具有了荧光成像和光动力治疗的多功能磁性复合纳米材料。单线态氧检测探针ADMA的实验,证明了磁性复合纳米材料具有高效的产生单线态氧的能力;细胞水平实验,证明了复合材料具有磁场下移动细胞的能力,而且同时还可以对细胞进行荧光标记和光动力治疗。在循环肿瘤细胞检测方面,通过向磁性复合纳米材料的表面修饰上具有特异性识别功能的抗体(anti-Ep CAM),并进一步结合硅纳米线制备的微流控芯片,在培养基或血液的环境下,获得了较高的肿瘤细胞捕获效率。在2 m L/h的流速下,对癌细胞的捕获率可以达到90%。利用磁性复合纳米材料的光动力治疗功能,也实现了芯片上肿瘤细胞的原位治疗。
【关键词】：上转换复合纳米材料 硅烷 氧气传感 磁性复合纳米材料 光动力治疗
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-30
• 1.1 稀土上转换纳米材料及其生物应用10-21
• 1.1.1 生物成像13-14
• 1.1.2 药物监测14-15
• 1.1.3 光动力治疗15-17
• 1.1.4 对生物量的荧光检测17-20
• 1.1.5 对DNA、蛋白及癌症标志物的荧光检测20-21
• 1.2 磁性纳米材料及其生物应用21-28
• 1.2.1 磁共振成像22-24
• 1.2.2 药物运输24-26
• 1.2.3. 磁分离26-28
• 1.3 论文的研究内容及研究意义28-30
• 第二章 上转换复合纳米材料载药及氧气传感功能的探究30-47
• 2.1 引言30-31
• 2.2 实验部分31-32
• 2.2.1 上转换复合纳米材料的制备31
• 2.2.2 测量仪器31-32
• 2.3 结果与讨论32-46
• 2.3.1 UCNPs@silane的形貌及表征32-35
• 2.3.2 细胞内外的上转换荧光成像35-36
• 2.3.3 紫杉醇药物的最佳载入量36-38
• 2.3.4 UCNPs@PTX@silane对癌细胞生长的抑制38-40
• 2.3.5 UCNPs@PtOEP@silane的合成与表征40-41
• 2.3.6 氧气传感材料PtOEP的最佳载入量41-42
• 2.3.7 UCNPs@PtOEP@silane在细胞外的氧气传感性能42-43
• 2.3.8 UCNPs@PtOEP@silane在细胞内的氧气传感性能43-45
• 2.3.9 UCNPs@PtOEP@silane对细胞活性的监测45-46
• 2.4 小结46-47
• 第三章 具有光动力治疗功能的磁性复合纳米材料及其应用47-64
• 3.1 引言47-48
• 3.2 实验部分48-49
• 3.2.1 磁性复合纳米材料的制备48
• 3.2.2 测量仪器48-49
• 3.3 结果与讨论49-63
• 3.3.1 Fe_3O_4@Ce6/C6@silane的合成与表征49-51
• 3.3.2 Fe_3O_4@Ce6/C6@silane的单线态氧产生能力51-52
• 3.3.3 细胞内的光动力治疗52-54
• 3.3.4 微流控芯片54-55
• 3.3.5 硅纳米线阵列的合成与表征55-56
• 3.3.6 基于微流控芯片的循环肿瘤细胞捕获56-58
• 3.3.7 随位置、时间变化的细胞捕获情况58-59
• 3.3.8 捕获细胞的扫描电镜图59-60
• 3.3.9 随流速、细胞注入量变化的细胞捕获情况60-61
• 3.3.10 芯片对全血中癌细胞的捕获情况61-62
• 3.3.11 芯片内的光动力治疗62-63
• 3.4 小结63-64
• 第四章 结论与展望64-66
• 参考文献66-77
• 作者简介及在学期间取得的科研成果77-78
• 致谢78

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